P-Austrag aus Drainagen unter Wirtschaftsgrünland 2. Internationale ...

2. Internationale Seenfachtagung 

in Bad Schussenried 

P-Austrag aus Drainagen unter Wirtschaftsgrünland 

Versuchsergebnisse bei Düngerapplikation 

unmittelbar vor einem Starkregenereignis 

Michael Diepolder und Sven Raschbacher 

Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, 

Institut für Agrarökologie, Ökologischen Landbau und Bodenschutz

• Kurzvorstellung des Forschungsprojekts „Saubere Seen“ 

• Bedeutung des Teilprojekts „P-Austrag aus Drainagen“ 

• Methodik der Beregungsversuche über drainiertem Grünland 

• Ergebnisse und Diskussion 

- Düngung 

Gliederung 

Diepolder/Raschbacher Diepolder/Raschbacher – – IAB IAB 2b 2c – 08/2005 10/2008

Ursache für die Eutrophierung von Oberflächengewässern 

sowie Zielsetzung des Forschungsprojekts 

Algenblüte am Eixendorfer-Stausee 

- Düngung 

Hauptursache für die Eutrophierung von 

Oberflächengewässern sind P-Einträge: 

•punktuelle P-Einträge (Abwasser/Kläranlage) 

•diffuse P-Einträge (flächenhafte Einträge) 

- aus landwirtschaftlichen Nutzflächen 

- aus Waldflächen 

- Siedlung (Hauskläranlagen) 

Zielsetzung des Forschungsprojektes „Saubere Seen“: 

• Quantifizierung der unterschiedlichen P-Einträge 

• Ursachen und Wege der P-Einträge aus landwirtschaftlichen Nutzflächen 

• Ableitung von Maßnahmen zur Verringerung der P-Einträge aus der Landwirtschaft 


Lage und Größe der Wassereinzugsgebiete 

- Düngung 

Einzugsgebietsgröße: 410 km2 Fläche: ca. 41000 ha Fläche: ca. 21200 ha 

Saxlmühle 

Irlach 

Gesamteinzugsgebiete 

± 

Teileinzugsgebiete 

Breitenried 

Zillendorf 

GEZG Eixendorfer Stausee 

Waldmünchen 

Cham/Oberpfalz 

Furth i.W. 

GEZG Drachensee 


Forschungsprojekt „Saubere Seen“ (1999-2005) 

www.lfl.bayern.de/iab/duengung/umwelt/ 

• Langjährige Messreihen in unterschiedlich strukturierten 

Wassereinzugsgebieten (Größe, Flächennutzung, Viehbesatz) -> 

Quantifizierung der Höhe der P-Einträge in die Gewässer 

(Eixendorfer Stausee, Drachensee) und der Herkunftspfade 

• Beregnungsversuche (simulierte Starkregen) auf Grünland nach 

Gülledüngung 

• Beregungsversuche zum P-Austrag über Dränagen 

• Beregnungsversuche auf hängigem Grünland 

(Randstreifen) 

- Düngung 

Schwerpunkte 




- Düngung 


Eixendorfer Stausee 

Drachensee 

Herkunftsbereiche 

der mittleren jährlichen P Gesamt -Frachten (TP) 

0,6 kg TP/ha LN und Jahr 

≅ 1,3 kg P 2 O 5 /ha LN und Jahr 

0,4 kg TP/ha LN und Jahr 

≅ 0,9 kg P 2 O 5 /ha LN und Jahr 

- Düngung 

landwirtschaftl. 

Nutzfläche 

49% 

landwirtschaftl. 

Nutzfläche 

48% 

Wald 

6% 

Teichwirtschaft 

1% 

Wald 

4% 

Verkehr 

5% 

Verkehr 

3% 

Diepolder/Raschbacher Diepolder/Raschbacher – – IAB IAB 2b 2c – 08/2005 10/2008 

Siedlung 

39% 

Siedlung 

45%

P Gesamt -Austräge (TP) aus den landwirtschaftlichen 

Nutzflächen, geschätzt nach Herkunftsbereichen für die 

Gesamteinzugsgebiete Eixendorfer Stausee und Drachensee 

Sickerwasser, 

Zwischenabfluss 

und Drainagen 

40% 

- Düngung 

Oberflächenabfluss 

Grünland 

5% 

Erosion 

Ackerflächen 

55% 


Beregnungsversuche zum P-Austrag über Dränagen 

nach Starkregenereignissen 

Makroporenfluss 

P-Transport über Zwischenabfluss 

Zwischenabfluss 

Grundwasser 

In neueren Versuchen wurde festgestellt, dass der P-Austrag über Dränagen nach 

Düngerapplikation vor Starkregen-Ereignissen sehr groß sein kann. 

Er kann mehr als 50% des Gesamtaustrags einer Dränage sein (Withers et. al, 2003) 

- Düngung 

Oberflächenabfluss ( und Erosion) 

Dränage 


Versuchsfragen und Versuchsvarianten zum 

P-Austrag über Dränagen nach Starkregenereignissen 

- Düngung 

Versuchsfragen 

Wie hoch ist der P-Austrag über Dränagen nach Starkregenereignissen? 

Welchen Einfluss auf den P-Austrag hat die Technik der Gülleausbringung? 

Versuchsvarianten Grünland 

- ohne Gülle 

- oberflächliche Applikation, Prallteller 

- Injektion mittels Schlitzverfahren 





- Düngung 


Welchen Einfluss hat die Technik der Gülleausbringung 

(Schlitzverfahren/Prallteller) auf den P-Austrag ? 

Standort: 

Gülle (Mittel): 

Milchviehgülle, 

(Ausbringmenge: 

25m³/ha) 

Versuchsvarianten Grünland 

- ohne Gülle (n=10) 

- oberflächliche Applikation, Prallteller (n=9) 

- Injektion mittels Schlitzverfahren (n=10) 

- Düngung 

Grünland, Pseudogley, Versorgungsstufe C (14 mg P 2 O 5 /100 g Boden) 

Dränagesystem: Sauger, ∅ 7 cm in 70 cm Tiefe 

TS 

[%] 

6,9 

*TP-Konzentration 

[kg/m 3 ] 

0,61 

*DTP-Konzentration 

[kg/m 3 ] 

0,21 

Ausgebrachte 

*TP-Menge 

[kg/ha] 

14,8 

* 1kg P = 2,29 kg P 2 O 5 


Gülleausbringung mit flacher Injektion (Schlitztechnik) 

- Düngung 


Aufbau und Durchführung der Beregnungsversuche 

Dränagesystem 

Flächengröße: 150 m 2 (5 m x 30 m) 

Abflussmessung und 

automatische 

Probenahme am 

Dränauslauf 

- Düngung 

Drän 

rot: Düse (0.5 m 3 /h) 

blau: Regenmaximum 

Beregnungsmenge: 30 l/m 2 

Beregnungsintensität:15-20 l/h 

Analysen: 

• Gesamt-P (TP) 

• Gesamt-P nach Filtration 

durch 0,45 µ Filter 

("Gelöstes Gesamt-P", DTP) 


Laufender Beregnungsversuch über Grünland 

- Düngung 


Abflussmessung und Probenahme am Drain 

- Düngung 

Probenahmeschlauch 

zum Probenehmer 

Tauchpumpe 

Dränage 

Putzkasten 

(V-Wehr, Probenahmeschlauch) 





• Ergebnisse und Diskussion 

- Düngung 

Gliederung 


Vergleich des Abflusses aus Dränagen mit und ohne Gülle 

- Düngung 


- Düngung 

Ergebnisse 

• Auch bei fehlender Düngung, jedoch optimaler P-Versorgung 

(Gehaltsklasse C) des Bodens wurde Phosphor ausgetragen – 

vorwiegend in löslicher Form (DTP). 

• Bei drainierten Grünlandflächen führte ein Starkregen direkt 

nach Gülledüngung im Durchschnitt zu rund 20-50 Prozent des 

mittleren jährlichen P Gesamt -Austrags (TP) aus der landwirtschaftlich 

genutzten Flächen des GEZG Eixendorfer See. 

• Der P-Austrag bei Gülledüngung erfolgte zu ca. 45-60% in 

Form von partikulärem Phosphor (PP). 

• Haupteintragspfad von Dünger-P in Drainagen dürften 

Makroporen und nicht die Bodenmatrix sein. 

• Über Zwischenabfluss, d.h. über Makroporenfluss wurde beim 

Pralltellerverfahren bis zu ca. 5%, im Mittel ca. 1-2% der 

gedüngten P-Menge ausgetragen. 


Variante 

Einfluss der Gülleapplikation vor einem Starkregen 

auf die Austräge an Gesamt-Phosphor (Mittelwerte) 

ohne Gülle (n = 10) 

Gülle, Prallteller (n = 9) 

Gülle, Schlitztechnik (n =10) 

- Düngung 

TP [g/ha] 

45 (bc) 

(4 – 82) 

300 (a) 

(42 – 960) 

120 (b) 

(34 – 317) 

(Milchviehgülle: 25 m 3 /ha, Beregnung 30 l/m 2 ) 

davon DTP [%] 

vgl. P-Austrag Einzugsgebiet Eixendorfer Stausee: 

~560 g TP/ha u. Jahr (aus allen Austragspfaden!) 

75 

40 

54 

% des gedüngten TP 

------ 

1,8 

0,5 


TP-Austräge aus landwirtschaftlichen Nutzflächen 

Einzugsgebiet 

Irlach 

Saxlmühle 

Zillendorf 

Breitenried 

GEZG Eixendorfer 

Stausee 

Gesamteinzugsg. 

Drachensee 

- Düngung 

Viehbesatz 

[GV/ 

ha] 

1,8 

1,8 

1,6 

1,1 

1,7 

1,0 

Beschreibung der Einzugsgebiete 

Verhältnis 

Acker/ 

Grünland 

50/50 

76/24 

42/58 

30/70 

51/49 

41/59 

Erosionsgefahr 

mittel 

hoch 

mittel 

sehr gering 

--- 

--- 

Besonderheiten 

viele 

Dränagen 

starke 

Verrohrung 

hoher Anteil 

an Kleegras 

viel K33/K34 

--- 

--- 

Austrag 

kg TP * 

/ha LN und 

Jahr 

0,47 

0,64 

0,55 

0,20 

0,56 

0,40 

* 1kg TP (Gesamt-Phosphor) = 2,29 kg P 2 O 5 



auf die P-Konzentrationen (Mittelwerte) 

Variante 

ohne Gülle (n = 10) 

Gülle, Prallteller (n = 9) 

Gülle, Schlitztechnik (n =10) 

Tragbare P-Belastung eines Gewässerzuflusses 

nach Vollenweider (1982): 0,02 mg TP/l 

- Düngung 


TP [mg/l] 

0,85 (bc) 

(0,25 – 1,8) 

12,02 (a) 

(3,0 – 24,4) 

3,89 (b) 

(2,1 – 6,0) 

DTP [mg/l] 

0,63 (c) 

(0,3 – 1,2) 

3,90 (a) 

(1,5 – 6,1) 

2,01 (b) 

(1,1 – 3,4) 

Mittlere P-Konzentration im Sickerwasser unter Dauergrünland (Saugkerzen): 

0,04-0,06 mg TP/l (Diepolder et al., 2006) 


- Düngung 

Ergebnisse 

• Starkregenereignisse direkt nach P-Düngung („worst case“) 

auf drainiertem Grünland bedeuten für Oberflächengewässer 

ausgesprochene P-Belastungsspitzen hinsichtlich P-Fracht 

und P-Konzentration! 

• Die Technik der Gülleapplikation spielte eine 

signifikante und bedeutende Rolle. 

• Flache Gülleinjektion verringerte in den Versuchen gegenüber 

dem Prallteller den TP-Austrag aus Drainagen im Mittel 

signifikant um 60%, den DTP-Austrag um 47%. 

• Aussagen konnten nur aufgrund „ausreichender“ 

Wiederholungen“ getroffen werden. 


TP-Frachten in g/ha 

1000 

800 

600 

400 

200 


auf die Austräge an Gesamt-Phosphor (TP) 

0 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 

- Düngung 


Prallteller 

ohne Gülle 

Abflüsse am Drän in l/m² 

Schlitztechnik 


- Düngung 

Ergebnisse und Diskussion 

• Die Technik der Gülleapplikation scheint eine signifikante und 

bedeutende Rolle zu spielen. 

• Flache Gülleinjektion verringerte gegenüber dem Prallteller 

den TP-Austrag aus Drainagen im Mittel um 60%. 

• Gülle-P, welches breit verteilt auf der Oberfläche liegt 

(Ausbringung mit Prallteller) scheint nach 

Starkregenereignissen stärker von der Auswaschung betroffen 

zu sein als in den Boden injizierter Phosphor. 

• Hinweise österreichischer Untersuchungen im Raum 

Waginger-Tachinger See, dass auch andere „nicht-flächige“ 

Applikationstechniken (Schleppschlauch, Schleppschuh) 

ebenfalls die die P-Austräge reduzieren. 

• Förderung der Injektion im neuen KULAP (Maßnahme A 40) 


Schlussfolgerung aus den Beregnungsversuchen 

zum P-Austrag über Dränagen nach Starkregenereignissen 

Gülle-Applikation nicht vor zu erwartenden sehr starken Niederschlägen 

Problem: Wettervorhersage 

Zielkonflikt: NH 3 -Verluste 

Gülleeinarbeitung (Injektion, Schlitzverfahren) reduziert die P-Austräge 

Zielkonflikte: Betriebswirtschaft, Narbenschäden Grünland 

Beitrag zur Zielerreichung der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) gerade in 

Einzugsgebieten ökologisch sensibler Gewässer mit hohem Anteil 

- Düngung 

drainierter Grünlandflächen an der Landnutzung. 


2. Internationale Seenfachtagung 

in Bad Schussenried 

Vielen Dank! 

für die Aufmerksamkeit 

sowie an alle Beteiligten am Projekt 

Versuchsansteller, 

beteiligte Landwirte in den Einzugsgebieten, 

Kollegen an Ämtern und LfL, Einzugsgebietsberater, 

Behördenvertreter (ALF, WWA, Regierung der Oberfalz) 

gefördert durch: 

Bayerisches Staatsministerium für Landwirtschaft und 

Forsten 

und EU

P-Austrag aus Drainagen unter Wirtschaftsgrünland 2. Internationale ...

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